实验一曲柄压力机功能的测定

1、综合实验一 曲柄压力机功能的测定一、实验目的1、确定及分析曲柄压力机一个工作周期中各项功能的大小及比例。2、确定及分析曲柄压力机的总效率。3、确定及分析曲柄压力机工作过程中，飞轮放出能量和电动机输出能量的 比例。二、实验工具、仪器及设备1、工具：灯箱一个（负载）；毫安表；万用电表；游标高度尺等。2、仪器：WB 30型万能材料试验机一台；冲载模及测力传感器一套；数据采集仪或A / D板一台；微机一台；显示器一台；打印机一台；FF 3型万能材料试验机一台；YD- 15/4动态电阻应变仪一台；FS15三相有功功率变送箱一 台；WY 10L位移变送器一个；位移放大器一个；D3A W型三相功率表一只；T

2、SGC 3.0/0.5三相调压器一台。3、设备：曲柄压力机一台。三、实验内容及步骤（一）实验内容1、测定曲柄压力机一个工作周期的功及各项功的大小。曲柄压力机在一个 工作周期中所消耗的功为：A=A1+A+A3+A+A+A6+A（1）式中 A1工件变形功；A拉延垫工作时，消耗在拉延垫上的功。本实验无拉延垫，故无此项功；A工作行程时曲柄连杆机构的摩擦功；A力机受力系统弹性变形功，本实验为冲载工艺，可以忽略不计；A力机空程向下和空程向上所消耗的功；A次行程时，滑块停顿，飞轮空转所消耗的功，本实验不包括这部分功；A 次行程时，离合器接合所消耗的功，本实验的压力机为刚性离 合器、此项近似为零。因此，本次实

3、验以压力机的曲轴旋转一周为一个工作周期，其功的组成为:A=A 汁 A34+A（ 2）其中，A可用冲载力P下面所包围的面积表示，Ai= / si pdsS1和S2分别为冲载开始和终了时滑块的位移。如果示波图中冲载力所包围的面积为F（F单位为mm，则又可表示为：A F bc（3）式中Ai作变形功，Ai为J ；b横坐标比例系数，b为mm / mmc纵坐标比例系数，c为N / mm。测量冲载力是利用有测力传感器的冲载模进行的，其装置如图。ocgo odeD®图一测试装置纵坐标比例系数c，是将测力传感器从冲模中取下，在材料试验机上进行标定求得。而横坐标比例系数b为：b=（工件剪切厚度So） /

4、 （波形图上剪切厚度S）其中，工作剪切厚度 So可通过工作行程的位移测定。即将位移变送器安装在滑 块上，当滑块下行至将要冲载工作时，位移变送器开始工作，将冲载工作行程的 位移量记录下来，位移和冲载力的关系如图所示。位移的大小要用标定得出。即 可用高度尺或游标卡尺测量位移量， 再由示波器逐级记录下每级位移的振幅， 则 由图可得：0= （h 2 hi） k示波图上剪切厚度为S。而A通过计算求得；A由示波的图确定，计算方法和下述 2相同。2、测量电动机功率。电动机功率用三相有功功率变送器测量。其输出电压或电流的量代表多大的功率，要通过标定来确定。电动机功率标定线路如图所示。在进行标定时，要注意接线极

5、性；标定和测 量所用的仪器要为同参数，包括通道号等都不要弄错；注意功率变送器的电压和 电流的量限。因用功率变送器测量的功率是随时间而变化的。一个工作周期的平均功率值 可按下式计算：(5)N= S b ib2式中 S 一个工作周期的电动机功率曲线和零线所包围的面积，S为2mmb i坐标（时间比例）系数，bi为s / mm ;b 2坐标（功率比例）系数，th为Kw / mm；T一个工作周期时间，T为s。其中，T和bi可由波形图上时间讯号曲线求出。b2由功率标定得出。N是电动机在压力机工作一个周期时输入的功率，乘以电动机效率（查电动 机效率曲线）可得输出功率。3、测量飞轮所放出的能量。曲柄压力机在工

6、作行程中，飞轮所放出的能量为：E= Ji（3 1 W 2 ）（6）式中Ji飞轮转动惯量（100kN和160kN曲柄压力机的Ji分别为32Nm2和 90Nrm ；3i工作行程开始时飞轮角速度；工作行程结束时飞轮角速度。在压力机曲轴上装上转角测量仪器来测量曲柄转角。测量原理如图所示。由波形图上的时间和转角两个讯号， 可以得出冲载工作前后的飞轮角速度 3i 和 3 2。（二）实验步骤1、冲载力标定(1) 将测力传感器从冲载模中取出置于材料试验机上，注意放在中心位置。(2) 将测力传感器接入动态应变仪，并把动态应变议和光线波形图接妥。(3) 接通动态应变议和光线示波图电源，调平、调好光点。(4) 开动

7、材料试验机，加载使动态应变议低阻输出，选择电压输出，调节 应变议的衰减挡和灵敏度，使输出电压满足数据采集仪 A / D板的输入电压， 并接入数据米集仪的输入端。(5) 对测力传感器分级加载、光线示波器记录下相应压力的示波图、重复 做三次。(6) 测量示波图，计算出纵坐标比例系数 c。2、电动机功率标定(1) 按功率标定线路接好线路，检查无误后接通电源。(2) 将全部负载接通(即灯箱的全部开关合上)，用电压表测量交直流放大 器的输出电压，调节其增益，使输出电压满足数据采集仪的输入要求。(3) 将交直流放大器和数据采集仪接通，灯箱的全部开关关闭，然后分级 接通负载，记下功率表所示功率值，同时光线示

8、波器记录下相应的示波图。(4) 测量示波图，计算纵坐标比例系数 b2。3、位移标定(1) 将位移变送器接至讯号源，讯号源输出接至位移放大器输入端，位移 放大器电源输出端接入光线示波器振子。(2) 按最大位移量5mm(选定)，慢慢移动位移变送器的可动铁芯，观察显 示器的光点位置，至位移量5mm寸，可调节位移放大器增益电位器， 达到合适的 幅度。(3) 用高度尺或游标卡尺测量位移量，例如，1mm 2mm 3mm等逐级用光线 示波器记录下相应的示波图(幅度)。(4) 测量示波图，计算出比例系数 k。4、功能测试(1) 在电动机断电时接好测量线路。(2) 将冲载力测量、工作行程位移测量、曲柄转角测量线

9、路均接妥。（3）检查无误后，将所有仪器接通电源，动态应变仪进行平衡调节，并选定好标定时的参数。安排好各个讯号的光点位置。功率、冲载力、位移等讯号的 通道号必须是标定时选用的通道号，不得弄错，功率要有零线。（4）启动电动机，注意待电动机运转正常后再将功率变送器的电流端串入 电路。（5）压力机进行冲载工作的功能测量，用遥控拍摄和冲载工作配合好，单 次行程、示波图必须是一个工作周期的完整图形。（6）接前条同一方法和要求进行压力机空行程的功能测量。（7）测量完毕，电动机断电，并拉下电闸才允许拆接线。5、记录表格（1）压力机铭牌上有关参数压力kN行程次数次/ min电机额定功率kw电机额定电流A电机额定转速T7 min（2 ）冲载力标定记录见表1。（3）功率标定记录见表2。（4）功率标定记录见表3。（5）测量其他参数记录见表4。四、实验报告要求1、按示波图计算A、A、A5及飞轮放出的能量，计算 A表1冲载力标定记录表序号载荷值/ N波形幅度/mm比例系数c / N - mm1平均c1 表2功率标疋记录表序号功率表读书波形幅度/比例系数平均b